浅谈隧道衬砌施工质量影响因素和控制

1、浅谈隧道衬砌施工质量影响因素和控制近几年，随着现在交通的高速发展，隧道在客运专线和高速铁路中占比重越来越大，而隧道衬砌是隧道施工的重要工序，然而由于隧道衬砌施工质量问题，隧道工程在施工和运营阶段出现了各类病害，如如衬砌环接缝处错台，表面缺陷，地下水对衬砌混凝土的腐蚀等严重影响了隧道的功能,造成隐患，危及行车安全。对此，笔者对上述问题作出了分析，结合实际情况，提出处理措施，以保证衬砌的质量，确保隧道在设计寿命周期内正常使用。1隧道衬砌施工质量现状我们知道，隧道衬砌施工是隧道工程的一项非常重要的工序。目前，从我国早期和近年来施工的铁路隧道工程的调查反映来看，隧道工程在施工和运营阶段出现了各类病害。

2、主要表现以下几个方面：混凝土的表面缺陷，例如在起拱线以下的边墙上局部出现麻面、水泡和气泡等表面缺陷，甚至个别地段还出现顶部空洞、施工接缝、拱部油迹等，影响了混凝土外观质量，严重的可影响隧道稳定性和长期运营安全；施工中易出现的工艺问题：地下水的渗漏、腐蚀等等。2施工质量的影响因素及原因分析2.1影响隧道衬砌质量的因素根据多年的经验，笔者认为影响隧道衬砌质量有以下几点：人为原因、施工工艺、原材料、施工方法、设备机具、混凝土品质、衬砌厚度、衬砌与围岩之间的接触条件等因素，2.2原因分析1）弧形段衬砌表面气泡是因混凝土在捣固过程中，浆液水泡上浮,附着在模板表面上，又不能及时排出而形成的。拱部油迹不均是

3、由于模板上涂油(脱模剂)过多及涂油不均匀，衬砌混凝土脱模后均会产生拱部油迹不均现象。2）隧道沉降变形。由于地质、地层的变化,隧道不可避免发生沉降变形,沉降的不均匀性造成衬砌混凝土裂缝。3）施工过程中利用台车进行二次衬砌施工，容易出现衬砌环接缝处错台，衬砌环接缝处产生错台的原因很多，主要有以下几方面：第一，台车制造时前后断面尺寸存在误差，另外在使用过程中台车产生变形，造成前、后端断面局部尺寸不一致，最终造成衬砌施工时出现前后段的错台。其次，台车支撑刚度不够，在混凝土压力作用下致使台车模板向内收敛变形,造成衬砌环接缝错台。另外受隧道曲线段影响以及台车模板及接头处混凝土表面存在泥浆杂物,造成该处凸出

4、致使模板不能紧贴混凝土面而出现错台，最后台车与衬砌混凝土搭接过长,因曲线外侧支顶，接缝不严，漏浆过多而出现错台。4）隧道地下水对衬砌混凝土的腐蚀：环境水中的钾、钠、镁的硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙起置换作用而生成硫酸钙。硫酸钙与水泥熟料矿物C3A水化生成的水化铝酸钙作用生成高硫型水化硫铝酸钙(3CaOAl2O33CaSO431H2O),俗称钙矾石。钙矾石溶解度极低,沉淀结晶出来,钙矾石晶体长大造成的结晶压使混凝土膨胀开裂5）光面爆破效果差，喷射混凝土表面平整度不达标，防水板挂设富余量不足。开挖时光爆效果差，超欠挖现象严重，而喷射混凝土施工时，对欠挖部分一般不做处理，导致喷射混凝土后该欠挖部

5、位衬砌厚度不足;喷射混凝土平整度差，超挖部分未补平，防水板钢性大,挂设预留富余量不足,，致使灌注混凝土时流体混凝土所产生侧压力不能使防水板处处紧贴喷射混凝土表面，因此，在喷射混凝土同防水板间存有空隙或空洞。衬砌混凝土同喷射混凝土接触不紧密从而恶化了衬砌混凝土的受力条件,衬砌混凝土承受局部应力,易产生开裂、剥落。3应对措施3.1 弧形段衬砌表面气泡的防治首先，严禁在泵车外加生水。水灰比是强度的重要保证要素，过多的自由水是引起麻面、水泡、气泡等缺陷的主要原因。因此,应严格按试验室签发的施工配合比进行搅拌施工，严禁在泵车外加生水，如确需加水，需经有关人员确定后，作好记录,同时加水、水泥，保证水灰比不

6、改变，确保混凝土强度,并注意做到使混凝土拌和物不离析和分层。另外在弧形段混凝土施工中，可以混凝土中掺1 %的NF型减水剂，然后尽量减小混凝和加强捣固土的塌落度(14 cm以内)。综合运用以上几点，就能够减少弧形段气泡的生成。3.2规范施工缝、沉降缝的设置施工缝、沉降缝必须严格按照设计、规范及验标施工，施工时，在地层、地质变化处设置沉降缝，止水带的安装位置要精确控制，尤其是在第一次混凝土拆模后，第二次灌注前应加强止水带的检查，确保其符合质量标准。3.3对于错台的预防措施施工衬砌之前，将所有的支撑丝杠全部紧固到位，保证台车整体受力。台车就位前，将混凝土与台车搭接部位表面彻底清理干净，使台车与混凝土

7、表面尽量紧贴；加强台车支撑,即在原设计台车两端各增加支撑丝杠46个，使每端的支撑丝杠总数达到1012个，同时加强搭接部位支撑，要求支撑紧密；检查台车前后断面尺寸，及时消除制造误差；中线位置要求准确设定，使台车中线与隧道中线尽量保持一致；放慢台车底部高3 m处的混凝土灌注速度并控制混凝土塌落度在14 cm以内。 3.4控制原材料的质量，选取恰当的配合比原材料是施工质量好坏的一个非常重要的因素，它直接影响着混凝土的耐久性，包括水泥、集料以及是否掺加混合材料等，而配合比则直接关系到混凝土的密实性，适当的配合比，既有利于施工，又能满足性能要求，耐久性也很好。因此在混凝土原材料选择时，细骨料宜选用级配合

8、理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂；粗骨料宜选用级配合理、小的洁净碎石；水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；矿物掺和料宜选用品质稳定的产品合理的混凝土配合比是抗侵蚀的基本条件，更重要的是注意施工质量，改善施工质量提高混凝土的密实性和抗渗性，硬化混凝土越密实，抗渗性能越强，环境的侵蚀介质也越难进入。3.5严格光面爆破，抓好施工管理目前，虽然隧道开挖光面爆破技术已很成熟，但思想重视不够、认识上的不足或在成本、进度方面考虑过多，光面爆破的效果多数不理想，超欠挖的问题一直没有得到很好的解决。建议提高光面爆破质量标准，在验收标准中将光面爆破效果作为质量验收主控指标，明确超挖标准。光面爆破效果的好坏是保证衬砌质量的基础，施工过程中，各级管理部门都应重点关注。4结语综上所述，隧道施工过程中存在诸多隧道衬砌质量问题，研究总结了隧道衬砌质量